DE19515442A1

DE19515442A1 - Analogsignal-Steuerschaltung

Info

Publication number: DE19515442A1
Application number: DE1995115442
Authority: DE
Inventors: David B Soden; Kenneth P Croteau; Jeffrey S Upchurch
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 1994-07-28
Filing date: 1995-04-27
Publication date: 1996-02-01
Also published as: GB2292014A; GB9514100D0

Description

Die Erfindung betrifft im allgemeinen Analogsignal-Steuerschaltungen und im besonderen durch Fernsteuerung betätigte Analogsignal-Steuerschaltungen.

In großen industriellen Anlagen besteht oft ein Bedarf an kostengünstiger, akkurater Steuerung von Analogsignalen von einem entfernten Ort aus.

Zum Beispiel ergibt sich bei Offsetdruckmaschinen die Notwendigkeit, die analogen Bezugssignale an Farbwerk- und Feuchtwerkantrieben von Druckmaschinen von einem sich an einem entfernten Ort befindlichen Steuerpult und einer Stromquelle aus zu steuern. Da die Stromquelle und das Steuerpult für die Bezugssignale z. B. sechs Meter oder neun Meter (20 oder 30 feet) von den Farbwerk- und Feuchtwerkantrieben entfernt sein können, ist es nicht möglich, die Bezugssignale mittels eines Kompensators an dem Steuerpult einzustellen, da sich aufgrund der sechs oder neun Meter langen Leitung zwischen dem Steuerpult und den Farbwerk- und Feuchtwerkantrieben ein Spannungsabfall ergibt.

Zur Lösung solcher Probleme in großen industriellen Anlagen ist es bekannt, digitale Steuerungsinformation von dem Steuerpult auf einen Digital-Analog-Wandler, der sich nahe an dem Bestimmungsort des Bezugssignals, d. h. nahe an dem Farbwerk- und Feuchtwerkantrieb befindet, zu übermitteln. Der Kostenaufwand für solch eine Lösung ist jedoch ein Hindernis. Es sind motorbetriebene Kompensatoren im Handel erhältlich, die mit einem Gleichstrommotor gekoppelt sind. Der Motor steuert gleichzeitig eine mit seiner Abtriebswelle verbundene Belastung und einen Kompensator. Während der Motor die Belastung steuert, fungiert der Kompensator, welcher mit einer Bezugsspannung gekoppelt ist, als ein Sensor, der die Position der Abtriebswelle des Motors anzeigt. Obschon mit solchen Steuerschaltungen die Analogausgabe des Kompensators durch Steuerung des Motors tatsächlich eingestellt werden kann, haben sie jedoch einige bedeutsame Nachteile, wenn sie zur Signalsteuerung verwendet werden. Da diese motorbetriebenen Kompensatoren zum Steuern einer Belastung entwickelt wurden, sind normalerweise große Motoren damit verbunden, was die Größe und die Herstellungskosten solcher Steuerschaltungen anwachsen läßt. Ferner tragen die für solche dafür verwendeten Zahnräder weiter zu deren Ausmaß bei. Außerdem sind diese Steuerschaltungen in zylindrischer Form gebaut, wobei der Kompensator und der Motor in einer Einreihenanordnung montiert sind; dies macht es schwierig, mehrere motorbetriebene Kompensatoren zusammenzumontieren. Letztendlich ist bei diesen Steuerschaltungen keine Einrichtung für ein manuelles Einstellen des Kompensators vorgesehen.

Folglich besteht die Notwendigkeit, eine kostengünstige, kompakte Analogsignal-Steuerschaltung in Modulbauweise zu schaffen, die durch Fernsteuerung betätigt werden kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine kompakte, kostengünstige Analogsignal-Steuerschaltung vorgesehen, welcher mindestens einen Kompensator umfaßt, der an ein jeweiliges Eingabe-Bezugssignal gekoppelt ist. Eine Antriebswelle für den Kompensator ist mechanisch mit einer Abtriebswelle eines Motors verbunden, und der Motor wird für das Einstellen des Kompensators über seine Eingabeleitungen von einem entfernten Ort aus elektrisch gesteuert, wobei eine gesteuerte Signalausgabe an einer Schleifkontaktlinie des Kompensators erfolgt.

Ein manuell zu betätigendes Einstellorgan kann mit der Antriebswelle verbunden sein, um ein manuelles Einstellen des Ausgabesignals zu ermöglichen. Außerdem kann ein Kupplungsmechanismus mit der Antriebswelle verbunden sein, so daß der Motor durch den Kupplungsmechanismus von der Antriebswelle abgestellt werden kann während das manuell zu betätigende Einstellorgan gedreht wird, um so eine Beschädigung des Motors zu verhindern. Durch den Kupplungsmechanismus kann auch das Schaltrad von der Antriebswelle abgestellt werden, wenn letzteres einen äußeren Rand des Kompensators erreicht hat.

Gemäß einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung ist eine Vielzahl von Kompensatoren mit der Antriebswelle verbunden, wobei jeder der Kompensatoren eine jeweilige, mit einem oder mehreren Eingabebezugssignalen verbundene Eingabe und eine jeweiligen Schleifkontaktlinie für eine entsprechende Signalausgabe aufweist.

Gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung ist die Antriebswelle durch parallele Anordnung mechanisch mit dem Motor verbunden, und zwar über eine kompakte Anordnung von Zahnrädern, wobei die Analogsignal-Steuerschaltung in ihrem Ausmaß verkleinert werden konnte. In dieser Ausführung der Erfindung steht ein Abtriebsrad mit einem direkt auf der Antriebswelle angebrachten Schaltrad in Verbindung, wobei das Schaltrad senkrecht zur Länge der Antriebswelle positioniert ist. Die Drehbewegung des Abtriebsrads des Motors bewirkt eine korrespondierende Drehbewegung des Schaltrads, welches wiederum eine korrespondierende Drehbewegung der Antriebswelle bewirkt, wobei die Impedanz des Kompensators eingestellt und das Ausgabesignal entsprechend geändert wird.

In einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung ist die Analogsignal-Steuerschaltung in einem Gehäuse der Modulbauweise untergebracht, was eine kompakte Anordnung einer Vielzahl solcher Analogsignal-Steuerschaltungen nebeneinander ermöglicht.

Die vorliegende Erfindung wird in der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten, nachstehend erläuterten Zeichnungen weiter verdeutlicht.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der elektrischen Verbindungen der Analogsignal-Steuerschaltung gemäß vorliegender Erfindung;

Fig. 2a bis 2c eine Darstellung der mechanischen Komponenten der erfindungsgemäßen Analogsignal-Steuerschaltung;

Fig. 3 eine Darstellung einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Analogsignal-Steuerschaltungen.

Fig. 1 zeigt die elektrischen Verbindungen für die dargestellte Analogsignal-Steuerschaltung gemäß vorliegender Erfindung. Bei einem Motor 10 sind jeweilige Eingaben mit einer Impedanzzunahmeleitung 11, einer Impedanzabnahmeleitung 12 und einer Rückleitung 13 verbunden. Ein Kondensator 14 ist mit der Impedanzzunahmeleitung 11 und mit der Impedanzabnahmeleitung 12 verbunden. Um den Motor 10 in einer ersten Richtung anzutreiben, wird eine Spannung von 115 Volt Wechselstrom an die Leitung 11 angelegt und die Leitung 12 bleibt neutral. Durch den Kondensator 14 erhält der Motor 10 115 Volt Wechselstrom an seinen beiden Eingabeleitungen 10 _a, 10 _b, wobei das Wechselstromsignal an der Leitung 10 _b sich gegenüber dem Wechselstromsignal an der Leitung 10 _a um 90° verschiebt und der Motor 10 in der ersten Richtung angetrieben wird. Um den Motor 10 in der zweiten Richtung anzutreiben, wird eine Spannung von 115 Volt Wechselstrom an die Leitung 12 angelegt und die Leitung 11 bleibt neutral.

Ein Zweifachkompensator 100 umfaßt die Kompensatoren 20, 30. Der Kompensator 20 hat einen mit einer ersten Bezugseingabe verbundenen ersten Anschluß 22, einen mit einer Rückleitung verbundenen zweiten Anschluß 23 und einen mit einer ersten Signalausgabe verbundenen Schleifkontakt 21.

Der Kompensator 30 hat einen mit einer ersten Bezugseingabe verbundenen ersten Anschluß 32, einen mit einer Rückleitung verbundenen zweiten Anschluß 33 und einen mit einer zweiten Signalausgabe verbundenen Schleifkontakt 31. Der Abtrieb des Motors 10 reguliert die Schleifarme der Kompensatoren 20 und 30, wie im folgenden eingehender beschrieben.

Es werden jeweilige Bezugsspannungen an die erste und die zweite Bezugseingabe angelegt, und es wird infolge des jeweiligen sich über die Kompensatoren 20, 30 ergebenden Spannungsabfalls das Ausgabesignal an den Schleifkontakten 21, 31 gemäß der Position der Schleifarme des Kompensators reguliert, und die Schleifarme werden durch den Motor 10 (oder ein manuelles Einstellorgan) reguliert, wie im folgenden näher beschrieben. Auf diese Weise steuert die Analogsignal-Steuerschaltung analoge Ausgabesignale an den Schleifkontakten 21, 31 auf der Basis der an den Anschlüssen 22, 32 eingegebenen Bezugssignale und der Position der jeweiligen Schleifarme der Kompensatoren 20, 30.

Fig. 2 stellt die mechanischen Verbindungen einer Ausführung der vorliegenden Erfindung im Detail dar. Die Kompensatoren 20, 30 des Zweifachkompensators 100 sind von einem einzigen Gehäuse ummantelt und haben eine einzige Schaltwelle 110. Die Schaltwelle 110 ist mit dem ersten Ende einer Reibungswelle 120 verbunden, auf welcher ein Schlupfkupplungsmechanismus 130 in herkömmlicher Weise angebracht ist. Ein manuelles Einstellorgan 140 ist an dem zweiten Ende der Reibungswelle 120 angebracht, um die Kompensatoren 20, 30 manuell einstellen zu können. Ein Abtriebsrad 160 des Motors 10 ist operativ mit einem Schaltrad 150 gekoppelt, das bezüglich der Länge der Reibungswelle 120 senkrecht angebracht ist, so daß eine Drehbewegung des Abtriebsrads 160 eine korrespondierende Drehbewegung des Schaltrads 150, der Reibungswelle 120 und der Schaltwelle 110 bewirkt. Der Schlupfkupplungsmechanismus 130 und die Reibungswelle 120 stellen den Motor 10 von dem Zweifachkompensator 100 ab, wenn die Schaltwelle 110 ihre Maximum- oder Minimumposition erreicht hat, so daß Schaden an dem Motor oder dem Zweifachkompensator verhindert wird. Der Schlupfkupplungsmechanismus 130 und die Reibungswelle 120 stellen den Motor 10 auch von dem Zweifachkompensator 100 ab, wenn das manuelle Übersteuerungsorgan die Reibungswelle entweder in eine der Antriebsrichtung des Motors 10 entgegengesetzte Richtung oder mit einer größeren Geschwindigkeit als der des Motors 10 dreht.

Wie in Fig. 3 gezeigt, hat ein Gehäuse 200 der Modulbauweise eine obere Seite 210, eine untere Seite 220 und mindestens zwei seitliche Seiten 230, 240. Das Gehäuse umgibt den Motor 10, den Schlupfkupplungsmechanismus 130, die Zahnräder 150, 160 und den Kondensator 14. Der Zweifachkompensator 100 ist an einer seitlichen Seite 240 des Gehäuses 200 angebracht, wobei die Schaltwelle 110 sich durch einen Ausschnitt in der seitlichen Seite 240 hindurch erstreckt. Die Reibungswelle 120 erstreckt sich von der Schaltwelle 110 durch einen Ausschnitt in der seitlichen Seite 230 des Gehäuses 200 hindurch, wobei das manuelle Einstellorgan 140 mit der Reibungswelle 120 an einer Stelle außerhalb des Gehäuses 200 gekoppelt ist. Wie in Fig. 3 dargestellt, ermöglicht es dieses Gehäuse 200 der Modulbauweise, eine Vielzahl von Analogsignal-Steuerschaltungen nebeneinander darin anzuordnen, wodurch Platz gespart wird.

Bezugszeichenliste

10 Motor
10 _a Eingabeleitung
10 _b Eingabeleitung
11 Impedanzzunahmeleitung
12 Impedanzabnahmeleitung
13 Rückleitung
14 Kondensator
20 Kompensator
21 Schleifkontakt
22 erster Anschluß
23 zweiter Anschluß
30 Kompensator
31 Schleifkontakt
32 erster Anschluß
33 zweiter Anschluß
100 Zweifachkompensator
110 Schaltwelle
120 Reibungswelle
130 Schlupfkupplungsmechanismus
140 manuelles Einstellorgan
150 Schaltrad
160 Abtriebsrad
200 Gehäuse
210 obere Seite des Gehäuses
220 untere Seite des Gehäuses
230 seitliche Seite des Gehäuses
240 seitliche Seite des Gehäuses.

Claims

1. Analogsignal-Steuerschaltung, welche die folgenden Merkmale umfaßt:
einen Kompensator (20, 30) mit einer Schaltwelle (110), einem Schleifkontakt (21, 31), einem ersten Anschluß (22, 32) und einem zweiten Anschluß (23, 33), wobei an den ersten Anschluß (21, 31) ein Eingabebezugssignal gekoppelt ist und an dem Schleifkontakt (21, 31) ein Ausgabebezugssignal erzeugt wird;
ein Motor (10) mit einem Abtriebsrad (160);
ein Getriebemechanismus, durch welchen das Abtriebsrad (160) des Motors (10) mit der Schaltwelle (110) verbunden wird, wobei der Motor (10) durch Fernsteuerung elektrisch gesteuert wird, um die Schaltwelle (110) des Kompensators (20, 30) zu bewegen und dabei das Ausgabebezugssignal zu steuern;
ein an die Schaltwelle (110) gekoppeltes manuelles Einstellorgan (14) zum manuellen Drehen der Schaltwelle (110) des Kompensators (20, 30), wobei das Ausgabebezugssignal manuell gesteuert wird.

2. Analogsignal-Steuerschaltung gemäß Anspruch 1, welche ferner umfaßt: ein Gehäuse (200) mit einer oberen Seite (210), einer unteren Seite (220) und mindestens zwei seitlichen Seiten (230, 240), wobei sich das manuelle Einstellorgan (140) aus einer der mindestens zwei seitlichen Seiten (230, 240) nach außen erstreckt.

3. Analogsignal-Steuerschaltung gemäß Anspruch 1, welche ferner einen Schlupfkupplungsmechanismus (130) umfaßt, der mit der Schaltwelle (110) verbunden ist.

4. Analogsignal-Steuerschaltung gemäß Anspruch 3, welche ferner umfaßt: eine Reibungswelle (120) mit einem ersten Ende, das mit der Schaltwelle (110) verbunden ist, mit einem zweiten Ende, das mindestens einen Teil des manuellen Einstellorgans (140) bildet, wobei der Schlupfkupplungsmechanismus (13) zwischen dem genannten ersten und dem genannten zweiten Ende auf der genannten Reibungswelle (120) gelagert ist.

5. Analogsignal-Steuerschaltung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Getriebemechanismus ein auf einer Abtriebswelle des Motors (10) angebrachtes erstes Rad (160) und ein auf der Reibungswelle (120) angebrachtes zweites Rad (150) umfaßt, wobei das genannte erste und zweite Zahnrad (160, 150) operativ miteinander verbunden sind.